伺服電機是一種在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達間接變速裝置。更具體的相關知識，日弘忠信代.理，知識齊全，產品質量好，隨著近代控制技術的發展，伺眼電動機及其伺服控制系統廣泛應用于各個領域。

　　《電機與控制學報》的前身是《哈爾濱電工學院學報》，1997年更名為《電機與控制學報》，成為全國性的專業學術期刊，2005年由季刊改為雙月刊。電機與控制學報》是立足國內、面向國際的專業性學術期刊，旨在反映國內外電氣工程、控制科學與工程領域中最新的重要研究成果和具有創造性的學術成果。

　　無論是數控(NC)機床、工業機器人以及工廠自動化(FA)、辦公自動化(OA)、家庭自動化(HA)等領域，都離不開伺服電動機及其伺服控制系統。本文主要分析了伺服電動機的控制技術的發展特點及未來展望。

　　一、國內外智能電機技術現狀比較

　　目前國產交流伺服電機及其全數字式伺服驅動器、智能伺服電機已經基本自主開發成功，在國家的大力扶持下，清華大學、華中科技大學、哈爾濱工業大學等學校的研究所對電機控制的核心算法的研究已經很成熟，而且技術水平可以說完全達到了國際一流的水平;產品功能的開發一般由企業來完成，瑞默森(北京)科技有限公司從2001年起一直從事智能伺服電機驅動器的產品化和產業化的研發，目前已經批量生產的各種型號的智能電機和伺服驅動器都具有很完善的功能，包括：電流環、位置環、速度環的PID參數實時自動調節，電機參數自動識別，電機運動控制功能，CAN總線等，結合上位機的可視化的調試和編程界面等功能。可以看到對智能電機的功能的開發也居于國際最先進的行業水平。中國是制造業大國，制造工藝水平已經有了相當高的水平，全數字產品的特點是性能穩定、一致性好，所以產品的大批量生產也沒有任何問題。當然我們同樣也可以看到，國內的產業基礎比較差，很多設備的設計還是延續傳統的步進或者直流有刷伺服的方案，但國內伺服電機的設計生產技術已趨于完善，目前主要是朝標準化，系列化，規模化方向發展，只有一定規模才能有高可靠性和價格低廉而富有競爭力的產品。

　　二、新型直流伺服電動機的技術發展特點

　　直流伺服電動機可分為有刷直流伺服電動機和無刷直流伺服電動機(矩形波驅動)兩種。隨著FA和OA自動化的不斷發展，新型直流伺服電動機不斷問世，產品技術有了新的發展，在FA和OA市場以及其他機電一體化市場得到廣泛的普及和采用。目前。國際上新型直流伺服電動機的主要技術發展特點表現在以下幾個方面。

　　2.1薄型、小型化。隨著電子整機產品向薄、輕、短、小和數字化、高可靠以及智能化方向發展，使得直流伺服電動機不斷向微小型化、片狀化發展。

　　a.UGPMEM-09A12輸出80W (新型)

　　b.PMES-09A2輸出100W (傳統型)

　　c.UGPMEM-07A12輸出40W (新型)

　　d.UGPMEM-09812輸出30W (傳統型)

　　高性能和復合化方向發展。例如在日本，直徑為lO～15mm的直流伺服電動機已是司空見慣，但小型化仍然是制造商們日夜思考的問題，爭取達到產品的實際極限。目前，日本已有直徑為6.2mm的直流伺服電動機問世。日本安川公司新近開發的直流印制繞組電機系列，采用高磁能積的稀土類磁鐵，達到了薄型、小型化之目的。

　　2.2輕量化。為了實現工業機器人伺服驅動系統具有同人一樣的腕與手的操作和靈活性，必須要求電機達到輕量化之目的，國外一般采用扁平形結構的直流伺服電動機。為了進一步達到輕量化的目的，電機采用高磁能積的稀土磁鐵和高磁飽和磁場的鐵心，并采用了縮短線圈端部繞線方法以及采用鈦等輕量材料。此外，在超精密機械驅動方面，國外也非常重視采用超輕量化的小型伺服電動機。

　　2.3高效率化。由于稀土永磁材料和其他高導磁率軟磁材料的出現和廣泛應用，使得直流伺服電動機效率大幅度提高。如在OA以及FA市場上得到廣泛應用的無鐵心無刷電機，由于電樞上不帶鐵心，又是永磁體激磁，所以電機內部僅存在銅耗，不存在鐵耗和渦流損耗，通常效率達65百分之以上。若采用稀士永磁材料，則效率可高達80百分之～90百分之以上。

　　2.4低噪音化。由于人們對工作環境和舒適化要求的不斷提高，使得各種設備的噪音標準也相應地提高。尤其是使用在醫療設備，計算機外圍設備以及高保真放音設備上的伺服驅動系統，對降低電機噪音提出了更高的要求。無刷直流伺暇電動機最適合于在上述場合下應用。因為無刷直流伺服電動機采用電子換向，無電刷，所以也就不存在火花和機械摩擦噪音。

　　2.5低振動化。為了實現伺服電動機在運轉過程中的低振動化，目前，通常采用直接驅動(DD)方式.即負載與電機同軸聯接，而不是通過齒輪和皮帶輪減速。例如，錄像機中的磁鼓伺服和主導軸伺服均采用直接驅動方式，這樣可以降低視頻和音頻的抖晃率，提高錄像機的錄像質量，延長使用壽命。在CD領域內，近年來國外又出現了直接驅動轉盤的無刷直流伺服霍爾電機，這種電機轉矩大，無脈沖現象.并由石英晶體鎖相控制，其轉速精度可達=±0.003%。直接驅動方式系統具有剛度高，振動小、定位精度高、回應速度快等優點。因而應用很廣。

　　新型直流伺服電動機與傳統的直流伺服電動機相比，具有超小型、超薄型、超輕量。超高效率、超低噪音、超低振動、超低脈動以及超高速回應等特點，國外稱之為“超的技術”。

　　三、伺服電機控制展望

　　3.1伺服電機控制技術的發展推動加工技術的高速高精化。80年代以來，數控系統逐漸應用伺服電機作為驅動器件。交流伺服電機內是無刷結構，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉速和功率的提高。目前交流伺服系統已在很大范圍內取代了直流伺服系統。在當代數控系統中，交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術的發展趨勢。由此產生了應用在數控機床的伺服進給和主軸裝置上的交流數字驅動系統。隨著微處理器和全數字化交流伺服系統的發展，數控系統的計算速度大大提高，采樣時間大大減少。硬件伺服控制變為軟件伺服控制后，大大地提高了伺服系統的性能。例如OSP-U10/U100網絡式數控系統的伺服控制環就是一種高性能的伺服控制網，它對進行自律控制的各個伺服裝置和部件實現了分散配置，網絡連接，進一步發揮了它對機床的控制能力和通信速度。這些技術的發展，使伺服系統性能改善、可靠性提高、調試方便、柔性增強，大大推動了高精高速加工技術的發展。

　　3.2交流直線伺服電機直接驅動進給技術已趨成熟。數控機床的進給驅動有“旋轉伺服電機+精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅動” 兩種類型。傳統的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實現高速化的成本相對較低，所以目前應用廣泛。使用滾珠絲杠驅動的高速加工機床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。但滾珠絲杠是機械傳動，機械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應會造成運動滯后和非線性誤差，所以再進一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了。90年代以來，高速高精的大型加工機床中，應用直線電機直接驅動進給驅動方式。它比滾珠絲杠驅動具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運動慣量更小、動態回應性能更佳，運行更平穩、位置精度更高等優點。且直線電機直接驅動，不需中間機械傳動，減小了機械磨損與傳動誤差，減少了維護工作。直線電機直接驅動與滾珠絲杠傳動相比，其速度提高30倍，加速度提高10倍，最大達10g，剛度提高7倍，最高回應頻率達100Hz，還有較大的發展余地。當前，在高速高精加工機床領域中，兩種驅動方式還會并存相當長一段時間，但從發展趨勢來看，直線電機驅動所占的比重會愈來愈大。種種跡象表明，直線電機驅動在高速高精加工機床上的應用已進入加速增長期。

　　隨著微電子學、電力電子學以及表面安裝技術(SMT)的不斷發展，伺服電動機及其伺服技術的發展也是無止境的。同時，由于電子計算機技術的不斷進步，諸如CAD/CAM/CAE(計算機輔助工程)技術的應用，也必須給伺服電動機的設計和制造帶來新的飛躍。